iOS应用程序执行状态管理与优化

# iOS应用程序执行状态管理与优化 ## 1. 理解执行状态与方法日志在iOS应用开发中，应用程序会经历多种执行状态，如活跃（Active）、非活跃（Inactive）、后台（Background）和挂起（Suspended）等。为了跟踪这些状态变化，我们可以使用`NSLog`结合`NSStringFromSelector(_cmd)`来输出当前方法名。以下是一些关键方法及其日志输出示例： ```objc - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application { NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd)); } - (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application { NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd)); } - (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application { NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd)); } - (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application { NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd)); } ``` 这里的`_cmd`是Objective - C的内置变量，它包含当前方法的选择器（selector），`NSStringFromSelector`函数将选择器转换为`NSString`类型，方便我们输出方法名。 ## 2. 探索执行状态变化 ### 2.1 应用启动与进入后台当我们构建并运行应用时，应用会启动并进入活跃状态。在控制台中可以看到如下输出： ```plaintext 2011-10-31 11:56:52.674 State Lab[83116:f803] application:didFinishLaunchingWithOptions: 2011-10-31 11:56:52.677 State Lab[83116:f803] applicationDidBecomeActive: ``` 当按下主屏幕按钮时，应用会先进入非活跃状态，然后进入后台状态，控制台输出如下： ```plaintext 2011-10-31 11:56:55.874 State Lab[83116:f803] applicationWillResignActive: 2011-10-31 11:56:55.875 State Lab[83116:f803] applicationDidEnterBackground: ``` 实际上，应用还会自动进入挂起状态，但我们不会收到相关通知。挂起状态下，应用虽然不占用CPU时间，但仍然存活，Xcode仍与之连接。 ### 2.2 应用重新启动与终止当再次点击应用图标重新启动时，应用会从挂起状态被唤醒，先进入非活跃状态，然后再次进入活跃状态，控制台输出如下： ```plaintext 2011-10-31 11:57:00.886 State Lab[83116:f803] applicationWillEnterForeground: 2011-10-31 11:57:00.888 State Lab[83116:f803] applicationDidBecomeActive: ``` 当再次按下主屏幕按钮，然后通过多任务界面强制终止应用时，由于应用处于挂起状态，`applicationWillTerminate:`方法通常不会被调用。只有当应用处于后台状态且被强制终止时，该方法才会被调用。 ### 2.3 系统警报导致的状态变化当系统显示警报对话框时，应用会进入非活跃状态。此状态变化可以通过真机上的Messages应用触发。具体操作步骤如下： 1. 打开设备上的Settings应用，选择Notifications。 2. 从右侧应用列表中选择Messages应用。 3. 选择Alerts方法，使Messages应用以模态面板的形式显示消息。 4. 在Xcode中，将运行目标从模拟器切换到设备，然后运行应用。 5. 从外部向设备发送消息（iPhone可通过SMS，iPod touch或iPad可通过iMessage）。当设备显示系统警报时，控制台会输出： ```plaintext 2011-10-31 12:05:15.391 State Lab[1069:307] applicationWillResignActive: ``` 以下是应用执行状态变化的流程图： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px; classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A([启动应用]):::startend --> B(活跃状态):::process B --> C(按下主屏幕按钮):::process C --> D(非活跃状态):::process D --> E(后台状态):::process E --> F(挂起状态):::process F --> G(点击应用图标):::process G --> H(非活跃状态):::process H --> B(活跃状态):::process C2(系统显示警报):::process --> D D --> I(关闭警报):::process I --> B D --> J(回复消息):::process J --> K(活跃状态):::process K --> L(非活跃状态):::process L --> E ``` ## 3. 利用执行状态变化进行优化 ### 3.1 状态转换策略根据应用的不同状态转换，我们可以采取相应的策略来优化应用性能和用户体验，具体如下表所示： | 状态转换 | 处理方法 | 操作建议 | | ---- | ---- | ---- | | 活跃 -> 非活跃 | `applicationWillResignActive:/UIApplicationWillResignActiveNotification` | “暂停”应用的显示，避免时间敏感的用户输入需求 | | 非活跃 -> 后台 | `applicationDidEnterBackground:/UIApplicationDidEnterBackgroundNotification` | 释放不必要的资源，如缓存图像和网络连接；保存应用数据，方便用户下次继续使用 | | 后台 -> 非活跃 | `applicationWillEnterForeground:/UIApplicationWillEnterForeground` | 恢复之前在非活跃到后台转换时所做的操作，如重新建立网络连接 | | 非活跃 -> 活跃 | `applicationDidBecomeActive:/UIApplicationDidBecomeActive` | 恢复之前在活跃到非活跃转换时所做的操作，但对于游戏应用，应让用户自行决定是否退出暂停状态 | ### 3.2 非活跃状态处理为了演示非活跃状态的处理，我们将在应用中添加一个旋转的`UILabel`。具体步骤如下： 1. 在`BIDViewController.h`中添加`UILabel`属性： ```objc @interface BIDViewController : UIViewController @property (strong, nonatomic) UILabel *label; @end ``` 2. 在`BIDViewController.m`中进行内存管理和视图设置： ```objc @implementation BIDViewController @synthesize label; - (void)viewDidUnload { [super viewDidUnload]; self.label = nil; } - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; CGRect bounds = self.view.bounds; CGRect labelFrame = CGRectMake(bounds.origin.x, CGRectGetMidY(bounds) - 50, bounds.size.width, 100); self.label = [[UILabel alloc] initWithFrame:labelFram ```